置換及其應用

2021-07-04 10:07:29 字數 813 閱讀 2505

1.置換的定義:n個元素的全排列/一一對映

2.性質:

1)置換具乘法有結合律但是沒有交換律,但是不相交的迴圈乘法具有交換律

2)置換可以唯一地分解為不相交迴圈的乘積

3.迴圈節:置換的迴圈分解中迴圈的個數稱為該置換的迴圈節

4.應用:

1)等價類計數

不動點:若某個方案s經過置換f後不變,稱s為f的不動點,記置換f的不動點個數為c(f)。

伯恩賽德定理:ans=[∑

ki=1

c(fi

)]/k

,fi 為第i個置換,c為不動點個數,ans是等價類個數和

波利亞定理:ans=[∑

ki=1

cntm

(fi)

]/k ,m(f)為置換f的迴圈節,cnt為可用種類數(可塗色種數)

波利亞定理使得等價類計數問題轉化為以下問題:

1.找到所有的置換:一般為旋轉和反射/翻轉兩種操作,每種操作由於旋轉角度和對稱軸不同而形成不同等價類,但是不以旋轉和翻轉方向作為不同等價類的計算標準

2.對於每一種置換,尋找各自迴圈節m(f),就是看經過多少次相同該置換後,各點回到原來位置

3.帶入波利亞公式求解即可。

結論 置換分解

1.置換b可以分解為a^2的條件是b的偶數長度迴圈有偶數個

2.奇數迴圈可以分結尾乙個奇數迴圈平方的形式

高次方形式有類似結論

3.交換排列

1.乙個n個數的排列的置換為f,f的迴圈節為k,那麼它至少交換n-k次才能得到1-n的順序排列

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